Nghiên cứu này phân tích thực trạng liên kết trong sản xuất, kinh doanh trái bưởi trên địa bàn huyện Yên Thủy, tỉnh Hòa Bình, qua đó đề xuất các giải pháp duy trì, phát huy các mô hình liên kết nhằm phát triển bền vững cây bưởi trên địa bàn Huyện nói riêng và các nông sản khác của địa phương nói chung. Thủy điện Hòa Bình còn phát huy vai trò là công trình thủy điện chiến lược đa mục tiêu, tham gia điều tiết cắt lũ, giảm lũ hiệu quả cho hạ du. Việc vận hành, điều tiết hồ chứa với dung tích 9 tỷ m3 đã giúp vùng đồng bằng Bắc Bộ cơ bản không còn xảy ra tình trạng ngập lụt. Đầu tư xây dựng mới công trình thủy điện Nậm Be 2 nhằm sản xuất điện năng, phát điện hòa vào lưới điện Quốc Gia phục vụ nhu cầu sản xuất và sinh hoạt; tìm kiếm lợi nhuận cho chủ đầu tư, tạo việc làm cho người lao động, góp phần tăng thu ngân sách Nhà nước Phát triển bền vững vùng lòng hồ Thủy điện Sơn La- Bài 1: Khai thác, nuôi trồng thủy sản gắn với bảo vệ môi trường sinh thái. (TN&MT) - Với trên 20.000 ha mặt nước lòng hồ thủy điện Hòa Bình và thủy điện Sơn La, cùng hệ thống sông, hồ nhân tạo khác, Sơn La Nhà máy thủy điện Ialy là công trình lớn thứ 2 ở nước ta sau Công trình thủy điện Hòa Bình trên Sông Đà. Truyền thuyết Thủy Điện Yaly Truyền thuyết của đồng bào Gia Rai kể: thác Yaly được ví như dòng nước mắt của nàng HLy. Nàng HLy là con gái của một trưởng bản, rất xinh đẹp. cash. TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƢ PHẠM BỘ MÔN SƢ PHẠM VẬT LÝ TÌM HIỂU VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH Luận văn tốt nghiệp Ngành SƢ PHẠM VẬT LÝ – CÔNG NGHỆ Giáo viên hƣớng dẫn Sinh viên thực hiện Hoàng Xuân Dinh Đặng Kim Diệu Mã số SV 1100328 Lớp Sƣ Phạm Vật Lý Công Nghệ Khóa 36 Cần Thơ, Năm 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn của mình, trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu về nhà máy thủy điện Hòa Bình em đã nhận được sự góp ý chân thành của Thầy Cô và các bạn lớp Sư phạm Vật lý – Công nghệ K36. Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng, nhưng có thể chưa đáp ứng hết yều cầu của đề tài đặt ra. Rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét của Thầy Cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong bộ môn Sư phạm Vật lý và Thầy Hoàng Xuân Dinh đã hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành luận văn này. Cần Thơ, Ngày …. Tháng …. Năm 2013 Sinh viên thực hiện Đặng Kim Diệu MỤC LỤC Phần MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài..............................................................................................................1 2. Mục đích của đề tài ..........................................................................................................1 3. Giới hạn của đề tài ...........................................................................................................1 4. Phương pháp thực hiện ....................................................................................................1 5. Các bước thực hiện ..........................................................................................................1 Phần NỘI DUNG ................................................................................................................. 3 Chương 1 HỆ THỐNG THỦY ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ...............................3 Hệ thống thủy điện .........................................................................................................3 Khái quát về năng lượng thủy điện .............................................................................3 Lịch sử phát triển ........................................................................................................4 Sơ lược về tình hình thủy điện thế giới và tiềm năng thủy điện ở Việt Nam .............4 Tiềm năng thủy điện trên thế giới ............................................................................4 Khai thác tiềm năng thủy điện ở Việt Nam ...........................................................11 Nhà máy thủy điện .......................................................................................................13 Khái quát chung về nhà máy thủy điện.....................................................................13 Phân loại nhà máy thủy điện và đặc tính cơ bản của nhà máy thủy điện .................13 Phân loại nhà máy thủy điện ..................................................................................13 Các đặc tính cơ bản ................................................................................................15 Cấu tạo cơ bản nhà máy thủy điện ............................................................................18 Máy phát điện ........................................................................................................19 Turbine thủy lực .....................................................................................................20 Thiết bị cơ khí trong nhà máy thủy điện ................................................................23 Thiết bị điện ...........................................................................................................24 Các hệ thống thiết bị phụ .......................................................................................25 Nguyên tắc bố trí các hệ thống thiết bị phụ ...........................................................25 Nguyên lý hoạt động chung của máy phát thủy điện ................................................25 Chương 2 NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HÒA BÌNH ...........................................................28 Giới thiệu chung về nhà máy thủy điện Hòa Bình ......................................................28 Lịch sử phát triển ......................................................................................................29 Sơ đồ tổ chức nhà máy..............................................................................................30 Sản xuất điện trong nhà máy thủy điện Hòa Bình .......................................................32 Nguyên lý chung .......................................................................................................32 Các thông số kĩ thuật chính .......................................................................................33 Thông số hồ chứa và đập .......................................................................................33 Hệ thống chống tràn và xả lũ .................................................................................34 Các công trình chính ..............................................................................................35 Các thiết bị chính của nhà máy thủy điện Hòa Bình ................................................36 Turbine ...................................................................................................................36 Bộ điều tốc thủy lực ...............................................................................................37 Máy phát đồng bộ 3 pha ........................................................................................38 Máy biến áp............................................................................................................41 Máy cắt...................................................................................................................43 Các thiết bị phụ của nhà máy ....................................................................................45 Hệ thống acqui và điện một chiều của nhà máy ....................................................45 Hệ thống làm mát ...................................................................................................45 Hệ thống phanh các tổ máy....................................................................................45 Sản xuất điện năng và khả năng làm việc trong hệ thống .....................................45 Vấn đề điều tiết hồ chứa ..............................................................................................46 Điều tiết hồ trong thời gian chống lũ ........................................................................46 Điều tiết hồ trong các tháng tích nước ......................................................................48 Điều tiết lũ trong thời kỳ mùa khô từ 10/11 đến 15/06 ............................................48 Ý nghĩa của nhà máy thủy điện Hòa Bình ...................................................................49 Chống lũ ....................................................................................................................49 Phát điện....................................................................................................................49 Thuỷ lợi .....................................................................................................................50 Giao thông .................................................................................................................50 Nuôi trồng thuỷ sản ...................................................................................................50 Du lịch .......................................................................................................................50 Vấn đề quản lý hồ chứa thủy điện Hòa Bình và tiềm năng kinh tế của nhà máy ........51 Phần KẾT LUẬN............................................................................................................... 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Luận văn tốt nghiệp GVHD Hoàng Xuân Dinh Phần MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Việt Nam đang bước vào công cuộc hội nhập và phát triển của khu vực và thế giới. Nền công nghiệp hiện đại ra đời và phát triển như vũ bão đã đưa con người hướng tới một nền văn minh tiến bộ. Song song với sự phát triển đó thì việc sử dụng và tiêu thụ năng lượng là vấn đề cần được quan tâm đúng mức. Có thể nói năng lượng đóng một vai trò rất quan trọng trong xây dựng nền công nghiệp và nhu cầu sinh hoạt của con người. Vì thế mà con người đã không ngừng tìm tòi nghiên cứu để tạo ra nhiều nguồn năng lượng phục vụ cho chính mình. Một trong những nguồn năng lượng mà con người tạo ra được chính là thủy điện. Thấy được tầm quan trọng nguồn năng lượng này nước ta đã chủ động xây dựng nhiều nhà máy thủy điện để cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia phục vụ cho công nghiệp hiện đại. Trong bối cảnh đó nhà máy thủy điện Hòa Bình ra đời đã đóng góp một phần rất lớn trong mục tiêu phát triển kinh tế xã hội của nhà nước ta. Để có thể học hỏi và hiểu biết thêm nhiều kiến thức về công trình nhà máy thủy điện Hòa Bình, em quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu về nhà máy thủy điện Hòa Bình”. 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu chung về đặc điểm, phân loại, cấu tạo của nhà máy thủy điện để từ đó đi sâu vào nghiên cứu nhà máy thủy điện Hòa Bình. Bên cạnh đó, đề tài cũng nghiên cứu về lịch sử xây dựng của nhà máy, những nguyên lí của các bộ phận, thiết bị vận hành trong nhà máy và vấn đề điều tiết hồ chứa Hòa Bình. 3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nghiên cứu dựa trên những tài liệu và các hình ảnh minh họa cho công trình thủy điện. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là những đặc điểm lý thuyết thông số cơ bản của nhà máy thủy điện Hòa Bình cũng như những vấn đề chung liên quan đến nhà máy. 4. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN Thực hiện đề tài bằng phương pháp tổng hợp lý thuyết thông qua tra cứu tài liệu trong sách và truy cập thông tin trên internet và trao đổi với giáo viên hướng dẫn. 5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN  Tìm và chọn tên đề tài.  Tìm kiếm những tài liệu liên quan đến đề tài.  Lập ra đề cương chuẩn bị sẵn các mục sẽ trình bày.  Tổng hợp các tài liệu có liên quan và viết bản thảo. SVTH Đặng Kim Diệu 1 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp  Nộp bản thảo và trao đổi với GVHD.  Hoàn chỉnh luận văn.  Báo cáo luận văn. SVTH Đặng Kim Diệu 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD Hoàng Xuân Dinh Phần NỘI DUNG Chƣơng 1 HỆ THỐNG THỦY ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN HỆ THỐNG THỦY ĐIỆN Khái quát về năng lƣợng thủy điện Nước luôn luôn di chuyển trong một vòng tuần hoàn toàn cầu. Nuớc bốc hơi từ sông, hồ và biển, tạo thành mây, đất lại thẩm thấu nước mưa hoặc tuyết để trở thành nước ngầm hoặc rơi về sông hồ, sông hồ lại chảy ra biển. Người ta có thể khai thác sức mạnh của nước bằng cách chuyển cơ năng của dòng chảy thành điện năng. Dạng chuyển đổi năng lượng này được gọi là thủy điện. Việc khai thác sức nước bắt đầu từ rất lâu và ngày nay thủy điện đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng thứ hai sau năng lượng hóa thạch dầu mỏ, than đá, khí tự nhiên,…. Hình Chu trình tuần hoàn nƣớc Trên toàn bề mặt trái đất, tổng lượng nước hấp thụ bằng lượng nước quay trở lại khí quyển thông qua quá trình bốc hơi Hình Giá trị ước tính tiềm năng trên thế giới dao động trong khoảng 36000 – 44000 TWh. Theo tính toán, tiềm năng thủy điện có tính khả thi kỹ thuật đạt đến 14400 TWh/năm, trong đó 8000 TWh/năm được xem là hoàn toàn có khả năng mang lại lợi ích kinh tế. SVTH Đặng Kim Diệu 3 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp Lịch sử phát triển Gần 2000 năm trước, người Hy Lạp sử dụng bánh xe nước để xay lúa mì thành bột. Appleton, Wisconsin đã trở thành trạm phát thủy điện đầu tiên ở Hoa Kỳ, trong năm 1882, sản xuất kW, tổng công suất điện tạo ra là tương đương với 250 đèn. Việc phát minh ra động cơ turbine thủy lực đã tạo ra sự mở rộng về thủy điện, 40% sản lượng điện của Hoa Kỳ được cung cấp bởi máy thủy điện trong năm 1900. Hình Đập Thủy điện ở Little Falls Hoa Kỳ Bức ảnh được chụp bởi ông Roy Schmidt, thủy điện Minnesota, bang Minnesota Đập gạch xây dựng bởi Cục khai hoang của Mỹ là đập Roosevelt ở Arizona từ 1905 – 1911 đã hoàn thành, sản lượng điện của nó đã tăng từ 4500 kW đến 36000 kW. Các đập Hoover đầu tiên sản xuất 130000 kW năm 1937. Đến năm 1940, thủy điện cung cấp khoảng 75% điện năng sử dụng ở miền Tây Hoa Kỳ và khoảng một phần ba tổng năng lượng điện của Hoa Kỳ. Thủy điện chiếm gần 1/5 năng lượng điện toàn cầu, cho đến năm 1999 theo thống kê của cơ quan năng lượng quốc tế thì 5 nước dẫn đầu về khai thác tiềm năng thủy điện đó là Hoa Kỳ, Canada, Trung Quốc, Brazil và Nga. Sơ lƣợc về tình hình thủy điện thế giới và tiềm năng thủy điện ở Việt Nam Tiềm năng thủy điện trên thế giới Vào năm 1994, năng lượng thủy điện thế giới chiếm 20% mức tiêu thụ năng lượng điện cơ bản trên thế giới. Năm 1998 có khoảng 700 GW điện được lắp đặt, sản xuất được 19% điện năng của cả thế giới. Thủy điện cung cấp ít nhất 50% sản lượng điện ở 66 quốc gia, và ít nhất 90% ở 24 nước. Ước tính chỉ có khoảng 32% lượng thủy điện khả thi về mặt kinh tế đã và đang được cải thiện. SVTH Đặng Kim Diệu 4 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp Vào năm 1997 ở châu Á đã lắp đặt nhà máy thủy điện với công suất 100 GW. Châu Á là lục địa có tốc độ phát triển công nghiệp thủy điện nhanh nhất thế giới với nhiều quốc gia có năng lượng thủy điện là trọng tâm trong mục tiêu phát triển điện năng khu vực. Các nhà máy thủy điện như đập Three Gorges có công suất GW, Ertan GW và Xiaolangdi GW đã được xây dựng. Điểm qua 10 nhà máy thủy điện trên thế giới đƣợc xem là những nhà máy tiêu biểu có vai trò to lớn trong việc cung cấp sản lƣợng điện hàng năm  Nhà máy thuỷ điện Tam Hiệp Hình Nhà máy thủy điện Tam Hiệp Nhà máy thủy điện Tam Hiệp được khởi công xây dựng năm 1993 với tổng vốn đầu tư xấp xỉ tỷ USD. Nhà máy có 26 tổ máy phát điện với tổng công suất thiết kế tối đa triệu kW và sản lượng điện hàng năm tỷ kWh. Nhà máy thủy điện Tam Hiệp hiện cung cấp điện cho 15 tỉnh thuộc miền Trung, Đông, Tây và Tây Nam Trung Quốc, giúp cải thiện đáng kể tình trạng thiếu điện ở các khu vực đó. Kể từ khi tổ máy phát điện đầu tiên được chính thức đưa vào hoạt động từ năm 2003, nhà máy thủy điện Tam Hiệp đã sản xuất được tỷ kW điện.  Nhà máy thuỷ điện Itaipu Nhà máy thủy điện Itaipu được xây dựng từ năm 1975 đến năm 1991 trên con sông Parana. Itaipu là biểu tượng cho sự liên kết xây dựng của 2 nước láng giềng, Brazil và Paraguay. SVTH Đặng Kim Diệu 5 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp Hình Nhà máy thủy điện Itaipu Công trình được thực hiện bởi Itaipu Binacional. Nhà máy phát điện gồm 18 turbine cho tổng công suất sản lượng điện là 12600 MW và cho sản lượng 75 triệu MWh/năm. Sự quan trọng của thủy điện này được thực tế chứng minh vào năm 1995, khi mà chỉ riêng Itaipu cung cấp 25% năng lượng cho Brazil và 78% cho Paraguay. Itaipu có một con đập tràn nằm ở bên bờ phải, với 14 đoạn cửa cống, tổng tiềm năng lưu lượng là 62200 m3/s đứng thứ 2 trong kỷ lục về lưu lượng. Lượng sắt, thép được dùng để tạo kết cấu cho con đập này có thể đủ cho xây dựng 380 tháp Eiffel và lượng xi măng sử dụng cho Itaipu gấp 15 lần lượng dùng để xây dựng đường hầm nối giữa Pháp và Anh.  Nhà máy thuỷ điện Guri Guri là một nhà máy thuỷ điện lớn tại Venezuela, nằm tại bang Bolivar trên sông Caroni. Công suất GW, được bắt đầu xây dựng vào năm 1963. Đến năm 2000, nhà máy được kết cấu lại. SVTH Đặng Kim Diệu 6 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp Hình Nhà máy thủy điện Guri  Nhà máy thuỷ điện Churchill Falls Churchill Falls được xây dựng trên sông Churchill ở tỉnh Newfoundland và Labrador của Canada. Công suất của nhà máy là GW. Nhà máy được xây dựng tại địa điểm của thác nước có chiều cao 75 m. Hình Nhà máy thủy điện Churchill Falls  Nhà máy thủy điện Tucurui Tucurui – nhà máy thuỷ điện được xây dựng trên sông Tocantins, nằm ở thành phố Tucurui, bang Toncantins, Brazil. Công suất của nhà máy là GW. Trong thời gian xây dựng nhà máy, thành phố Tucurui nằm trong vùng bị ngập lụt nên đã lấy tên của SVTH Đặng Kim Diệu 7 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp thành phố đặt cho nhà máy thuỷ điện này. Hình Nhà máy thủy điện Tucurui  Nhà máy thuỷ điện Sayano-Shushenskaya Là nhà máy thuỷ điện có công suất lớn nhất nước Nga GW. Sau khi xảy ra thảm hoạ năm 2009 nhà máy chỉ hoạt động với công suất GW. Nhà máy được xây dựng tại sông Enisei, làng Cheryomushki Khakassia. Hình Nhà máy thuỷ điện Sayano-Shushenskaya Nhà máy thuỷ điện này được xây dựng trong vòng 18 năm từ năm 1970 đến năm 1988, 75% năng lượng sản xuất ra cung cấp cho nhà máy nhôm Sayanogorki. Vào năm 2009, nhà máy này đã xảy ra thảm hoạ lớn tại tổ máy thuỷ điện số 2 làm nước tràn vào phòng cơ khí, làm hỏng tổ hợp máy số 7 và số 9. Toà nhà của phòng cơ khí bị phá huỷ SVTH Đặng Kim Diệu 8 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp một phần.  Nhà máy thuỷ điện Krasnoyarsk Nhà máy thuỷ điện Krasnoyarsk nằm trên sông Enisei, có công suất lớn thứ hai ở Nga GW, nằm trong thác nước Enisei. Khi thiết kế nhà máy thuỷ điện này đã cho phép có những sai sót về sinh thái. Dự kiến, lỗ nước trên băng chống đông sẽ có chiều dài 20 km, nhưng thực tế khi thi công nó gần 200 km. Điều này gây ảnh hưởng lớn đến sinh thái và khí hậu. Hình Nhà máy thuỷ điện Krasnoyarsk  Nhà máy thủy điện Bratsk Nhà máy thuỷ điện này được xây dựng trên sông Angara tại thành phố Bratsk tỉnh Irkutsk. Nó là một trong những nhà máy thuỷ điện nổi tiếng của Nga, được bắt đầu xây dựng năm 1954 và kết thúc xây dựng vào năm 1967. SVTH Đặng Kim Diệu 9 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp Hình Nhà máy thủy điện Bratsk  Nhà máy thuỷ điện Ust-Ilim Nhà máy thuỷ điện Ust-Ilim được xây dựng trên sông Angara tại tỉnh Irkutsk, ở thành phố Ust-Ilim Nga. Nhà máy thuỷ điện này có công suất GW, được chính thức bắt đầu xây dựng năm 1963 và kết thúc xây dựng năm 1980. Hình Nhà máy thuỷ điện Ust-Ilim  Nhà máy thuỷ điện Boguchanskaya Nhà máy thuỷ điện Boguchanskaya được xây dựng trên sông Angara và có công suất GW. Công ty cổ phần mở Krasnoyarskenergo đã mua toàn bộ năng lượng điện do nhà máy thuỷ điện này sản xuất đến năm 2028. SVTH Đặng Kim Diệu 10 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp Hình Nhà máy thuỷ điện Boguchanskaya Khai thác tiềm năng thủy điện ở Việt Nam Việt Nam có diện tích 330991 km2, trong đó đồi núi và cao nguyên chiếm 3/4 diện tích. Nước Việt Nam hình chữ S chạy dài 1630 km từ cực Bắc đến cực Nam, chiều rộng lớn nhất ở miền Bắc là 600 km, ở miền Nam là 370 km, chỗ hẹp nhất ở miền Trung tại tỉnh Quảng Bình thị xã Đồng Hới là 50 km. Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa, mưa nhiều, nóng và ẩm. Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000 mm. Do đó, lưu tốc tại các con sông tương đối cao, dao động từ – m3/ Tổng lưu lượng trung bình của toàn bộ hệ thống sông ngòi ở nước ta là 275000 m3/giây. Hệ thống sông ngòi Việt Nam có mật độ cao. Hầu hết sông ngòi Việt Nam đều đổ ra biển Đông. Hàng năm, mạng lưới sông suối Việt Nam vận chuyển ra biển lượng nước 870 km3/năm, tương ứng với lưu lượng bình quân khoảng 37500 m3/s. Đánh giá trên điều kiện địa hình và khí hậu, Việt Nam có một tiềm năng rất lớn về thủy điện. Có tất cả 2860 sông ngòi các loại trên toàn lãnh thổ Việt Nam, phân bố dọc từ Bắc xuống Nam, với hai hệ thống sông lớn nhất là sông Cửu Long ở Nam Bộ và sông Hồng ở Bắc Bộ. Tiềm năng lý thuyết về thuỷ điện Việt Nam xác định khoảng 300 tỷ kWh tính cho những con sông dài hơn 10 km. Tiềm năng kỹ thuật xác định khoảng 123 tỷ kWh, tương đương với công suất lắp máy khoảng 31000 MW. Tiềm năng kinh tế, kỹ thuật hiện được xác định khoảng 75 - 80 tỷ kWh, tương đương với công suất lắp máy khoảng 18000 - 20000 MW. Theo tài liệu quy hoạch các dòng sông do các công ty tư vấn xây dựng điện lập ra SVTH Đặng Kim Diệu 11 Luận văn tốt nghiệp GVHD Hoàng Xuân Dinh đã được phê duyệt. Quy hoạch thủy điện Quốc gia do hãng SWECO - STATKRAFT lập cho 9 hệ thống sông chính năm 2005, trữ năng kinh tế kỹ thuật của các hệ thống sông chính theo thứ tự từ Bắc vào Nam như sau Công suất lắp máy NLM MW Điện lƣợng TB hằng năm E0 năm triệu kWh STT Tên sông 1 Sông Lô - Gâm – Chảy 2 Sông Đà 3 Sông Mã 4 Sông Cả 416 5 Sông Hương 284 6 Sông Vu Gia – Thu Bồn 7 Sông Trà Khúc 135 625 8 Sông Ba 669 9 Sông Sê San 10 Sông Serepok 650 Một phần không nhỏ trong trữ năng kinh tế kỹ thuật nêu trên là thủy điện nhỏ và vừa. Theo quy hoạch thủy điện nhỏ toàn quốc đã được Bộ Công nghiệp phê duyệt năm 2005 thì số dự án thuỷ điện có công suất từ 1 MW đến dưới 30 MW ở 31 tỉnh thành khoảng 300 dự án. Tổng công suất lắp máy khoảng 2000 - 2500 MW tương ứng với điện lượng trung bình hàng năm khoảng 8 - 10 tỷ kWh. Các tỉnh có tiềm năng thủy điện như Lào Cai 23 dự án, tổng công suất 500 MW, Yên Bái 29 dự án với tổng công suất 240 MW, Nghệ An 18 dự án với tổng công suất 150 MW, Sơn La 19 dự án với tổng công suất 115 MW, … Về thuỷ điện tích năng, theo tài liệu quy hoạch của cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản JICA lập, đã được Bộ Công nghiệp phê duyệt tháng 11 năm 2005 thì trên cơ sở nghiên cứu 38 địa điểm và kiến nghị 10 dự án có tính khả thi với tổng công suất lắp máy khoảng 10000 MW Sơn La 7 dự án, Hoà Bình 1 dự án, Ninh Thuận 1 dự án, Bình Thuận 1 dự án. Năm 2008, chính phủ đã đưa ra chính sách khuyến khích phát triển thủy điện vừa SVTH Đặng Kim Diệu 12 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp và nhỏ nhằm cải thiện đời sống người dân vùng núi. Tập đoàn điện lực Việt Nam EVN đề xuất đầu tư xây dựng 173 công trình thủy điện vừa và nhỏ năm 2009 có công suất lắp máy từ 5 MW đến 30 MW ở 30 tỉnh trong cả nước với tổng công suất 2296 MW và lượng điện bình quân hàng năm gần GWh. Trong đó, các tỉnh Sơn La, Yên Bái, Quảng Nam, Gia Lai, Lâm Đồng và Lào Cai có số dự án nhiều nhất, từ 11 - 23 dự án, tập trung ở khu vực sông Đà, sông Hồng, sông Cả, sông Vu Gia - Thu Bồn, sông Đồng Nai và sông Sê San. Hiện tại tổng công suất các nhà máy thủy điện đang vận hành khoảng 6598 MW, bao gồm 12 nhà máy thuỷ điện lớn là Sơn La 2400 MW, Hoà Bình 1920 MW, Ialy 720 MW, Trị An 400 MW, Hàm Thuận 300 MW, Đa Mi 175 MW, Đa Nhim 160 MW, Thác Mơ 150 MW, Thác Bà 120 MW, Cần Đơn 78 MW, Sông Hinh 70 MW, Vĩnh Sơn 66 MW, 51 MW các thủy điện nhỏ 28 tỉnh có thủy điện nhỏ, tổng số 125 trạm với tổng công suất lắp máy 99 MW, hiện tại có 57 trạm đang hoạt động. Các tỉnh có nhiều thủy điện nhỏ đang hoạt động là Gia Lai 12 trạm với tổng công suất MW, Hà Giang 6 trạm với tổng công suất 17 MW, Đăk Lăk 3 trạm với tổng công suất MW, Cao Bằng 7 trạm với tổng công suất MW. NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Khái quát chung về nhà máy thủy điện Nhà máy thủy điện là nhà máy điện làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng dòng chảy thành điện năng. Động cơ sơ cấp dùng để quay các máy phát điện trong nhà máy thủy điện là các turbine thủy lực trong đó năng lượng của nước được biến đổi thành cơ năng để làm quay máy phát điện. Gần 18% năng lượng điện trên toàn thế giới được sản xuất từ các nhà máy thủy điện. Tại Việt Nam vai trò của nhà máy thủy điện là rất quan trọng. Nhà máy thủy điện Hòa Bình là nguồn cung cấp điện chính cho đường dây điện cao thế 500 kV Bắc - Nam. Kích thước nhà máy thủy điện phụ thuộc vào kích thước khối tổ máy. Trên mặt bằng, đối với nhà máy thủy điện cột nước thấp thì kích thước khối tổ máy phụ thuộc vào phần dẫn dòng, còn đối với nhà máy thủy điện cột nước cao thì phụ thuộc vào máy phát điện. Phân loại nhà máy thủy điện và đặc tính cơ bản của nhà máy thủy điện Phân loại nhà máy thủy điện  Nhà máy thủy điện ngang đập Là một phần của công trình dâng nước, chịu áp lực nước thượng lưu, đồng thời là công trình lấy nước nối trực tiếp với đặc điểm trên, kết cấu của loại nhà máy này chịu được cột nước không quá 35 - 40 m. Những nhà máy ngang đập có công suất lớn và trung bình thường lắp turbine cánh quay trục đứng, hoặc dùng turbine cánh quạt công suất nhỏ, cột nước dưới 20 m. Những tổ máy lớn có thể có đường kính bánh xe công tác từ 10 - m, công suất tổ máy từ 120 - 150 MW, lưu lượng qua turbine từ SVTH Đặng Kim Diệu 13 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp 650-700 m3/s. Phần qua nước của tổ máy bao gồm công trình lấy nước, buồng xoắn và ống hút. Do lưu lượng qua turbine lớn nên kích thước của buồng xoắn và ống hút rất lớn, người ta lợi dụng khoảng trống trên phần loe của ống hút để bố trí các phòng phụ. Tầng trên cũng thường bố trí máy biến thế đường ray để chuyển vào sữa chữa trong gian lắp ráp. Loại nhà máy này thường bố trí phần điện ở phía hạ lưu còn thượng lưu bố trí đường ống dầu, nước và khí nén.  Nhà máy thủy điện sau đập và đường dẫn Nhà máy thủy điện sau đập và nhà máy thủy điện đường dẫn có một số đặc điểm giống nhau. Cả hai loại nhà máy này cùng dùng đường ống dẫn nước vào turbine. Ống áp lực đặt trong thân đập bê tông hoặc đập bằng vật liệu địa phương, nếu là nhà máy thủy điện đường dẫn thì ống áp lực đặt lộ thiên. Cả hai loại nhà máy này không trực tiếp chịu áp lực nước từ phía thượng lưu do đó kết cấu phần dưới nước và biện pháp chống thấm đỡ phức tạp hơn nhà máy ngang đập. Nhà máy thủy điện sau đập thường dùng với cột nước 30 - 40 m.  Nhà máy thủy điện ngầm và nửa ngầm Kết cấu nhà máy phụ thuộc rất ít vào phương thức tập trung cột nước mà chủ yếu vào điều kiện địa hình và kết cấu địa chất. Nó có thể xây dựng trong những điều kiện địa chất khác nhau, từ đá có cường độ cao cho đến yếu. Sự khác nhau giữa nhà máy thủy điện ngầm và nhà máy thủy điện xây trên mặt đất là toàn bộ nhà máy nằm sâu trong đất, sự liên hệ giữa nhà máy và mặt đất bằng các giếng đứng hoặc hầm ngang. Ở những nơi địa hình phức tạp, địa chất tầng trên xấu nếu địa chất dưới sâu tốt cho phép xây nhà máy thủy điện ngầm thì khối lượng đào lắp sẽ giảm, tuyến đường ống áp lực dẫn nước vào turbine sẽ ngắn, áp lực nước vào giảm có lợi cho việc điều chỉnh tổ máy.  Nhà máy thủy điện tích năng Là một phương thức lợi dụng năng lượng mới, bao gồm hai quá trình bơm trữ nước và phát điện. Khác biệt với thủy điện thông thường với thủy điện thông thường người ta xây đập ngăn sông cho nước dâng cao thành một hồ chứa khổng lồ, rồi được cho chảy xuống hạ lưu làm quay turbine phát điện. Thủy điện tích năng có hai hồ chứa nước ở hai độ cao khác nhau, thường là chênh nhau vài trăm mét. Hồ chứa có thể được tạo thành bằng việc ngăn sông bằng đập hay khoét sâu vào lòng đất tạo thành hồ trên một khu đất bằng phẳng, vào lúc thấp điểm điện năng dư thừa được sử dụng để bơm nước lên hồ trên cao. Ngược lại vào lúc cao điểm nước được cho chảy từ hồ trên xuống hồ dưới để quay máy phát điện giống như nhà máy thủy điện thông thường. Nhà máy phát điện được xây dựng dưới lòng đất giữa hai hồ trên và dưới. Tuyến đường hầm dẫn nước chịu áp lực cao làm bằng bêtong hoặc thép cũng đi xuyên trong lòng đất từ hồ trên đến nhà máy và từ nhà máy xuống hồ dưới. Ở giữa hai tuyến đó một máy bơm – phát điện hỗn hợp được dùng cho cả việc bơm SVTH Đặng Kim Diệu 14 GVHD Hoàng Xuân Dinh Luận văn tốt nghiệp nước lên cao khi được nối với nguồn điện và phát điện khi cho nước chảy xuống làm quay turbine. Ƣu điểm Với thủy điện tích năng các hồ chứa chỉ cần tích nước đủ cho việc sử dụng trong một vài giờ nên có diện tích nhỏ, giảm thiểu tác động đến môi tường và tự nhiên sinh thái trong xây dựng nhà máy. Hơn nữa sau khi chứa đủ nước rồi thì lượng nước đó cứ lên xuống tuần hoàn giữa hai hồ, dòng chảy của sông sau đó vẫn như trước khi có nhà máy. Ngoài hai hồ chứa tất cả công trình khác đều nằm trong lòng đất nên ít có tác động đến cảnh quan xung quanh. Ngoài ra thủy điện tích năng là phương án dự trữ năng lượng an toàn và tiết kiệm nhất. Giả sử một trong các nguồn điện gặp sự cố thì chỉ cần vài phút sau khi nhấn nút khởi động là có thể cho điện hòa lưới, trong khi với các loại nguồn khác như nhiệt điện phải cần hàng giờ hay vài ngày để khởi động lại nhà máy. Đó là chưa kể tài nguyên nước mà thiên nhiên ban cho chúng ta, chỉ việc đầu tư xây dựng ban đầu mà không tốn chi phí cho nhiên liệu như các nguồn năng lượng khác. Với việc đưa nhà máy thủy điện tích năng vào lưới điện quốc gia, hiệu suất sử dụng của các nhà máy khác sẽ tăng lên, việc các nhà máy phải chạy không tải hay đóng mở liên tục sẽ không còn nữa do điện năng khi thừa đã được sử dụng để bơm nước lên cao, dẫn đến hiệu quả của toàn bộ mạng lưới được nâng lên rõ rệt. Bơm nước lên cao và cho chảy xuống lại sẽ có tổn thất năng lượng nhưng nếu ta biết rằng điện năng vào giờ thấp điểm khi bơm nước lên cao chỉ bằng 1/3 giá vào giờ cao điểm khi phát điện thì sẽ thấy được hiệu quả kinh tế của nó. Nhưng quan trọng hơn việc tính toán hiệu quả kinh tế của riêng nhà máy là tác động của nó đến hiệu suất chung của toàn bộ hệ thống điện. Các đặc tính cơ bản Thời gian thủy điện xây dựng khá lâu so với nhiệt điện, vì khi xây dựng thủy điện cần tiến hành hàng loạt các công tác thăm dò trên một vùng rộng lớn, xây dựng hồ chứa, đê đập. Mặt khác do thủy điện xây dựng tại các nguồn nước, xa các hộ tiêu thụ điện nên đồng thời với việc xây dựng nhà máy còn phải xây dựng các đường tải điện cao áp để đưa điện từ nhà máy vào lưới. Cũng chính vì những lý do trên mà vốn đầu tư cho thủy điện thường khá lớn. Song phải nhấn mạnh rằng, việc xây dựng thủy điện trong nhiều trường hợp không chỉ đơn thuần là phát ra điện, mà còn mang lại nhiều nguồn lợi khác như tạo điều kiện thuân lợi cho giao thông vận tải, nuôi bắt thủy sản, chống lũ lụt, cải tạo môi trường cảnh quang của khu vực,… Vì xây dựng gần nguồn thủy năng, phụ tải địa phương của nhà máy thủy điện thường khá nhỏ, phần lớn điện năng được đưa lên điện cao áp, cung cấp cho các phụ tải ở xa giống như nhiệt điện nhưng nơi xây dựng gần nguồn nhiên liệu. Khi có hồ chứa nước, thủy điện có thể làm việc với đồ thị phụ tải bất kỳ. Tùy theo mùa nước hay mùa khô, năm nhiều nước hay ít nước, ta có thể cho SVTH Đặng Kim Diệu 15

thuyết minh về đập thủy điện hòa bình